Reaktive flüssig/flüssig Extraktion von Schwermetallen aus Deponiesickerwasser : Charakterisierung und Anwendung

Woller, N.

Book/Report

FZJ-2018-06704

Reaktive flüssig/flüssig Extraktion von Schwermetallen aus Deponiesickerwasser : Charakterisierung und Anwendung

Woller, N. (Corresponding author)FZJ*

1994
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2921, 151 p. (1994)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/20167

Report No.: Juel-2921

Abstract: In dieser Arbeit wird unter Verwendung der handelsüblichen Komplexbildner LIX26$^\circledR$ und LIX84$^\circledR$ die Anwendbarkeit der $\textit{reaktiven-flüssig-flüssig Extraktion}$ auf die Entfernung von Schwermetallen aus Abwassern gezeigt. Der öllösliche Komplex hat die Zusammensatzung MeR$_{2}$ für Me=Hg$^{2+}$, Cd$^{2+}$, Zn$^{2+}$, Cu$^{2+}$ und Ni$^{2+}$ sowie R=LIX84$^\circledR$. Dieser Komplex ist aufgrund seiner Zusammensetzung elektrisch neutral und alle polaren Gruppen des Komplexes befinden sich im Molekülinneren. Die Extraktionseffizienz des Komplexbildners LIX84$^\circledR$ für die verschiedenen Metallionen zeigt die Reihung Cu$^{2+}$, Ni$^{2+}$ >> Zn$^{2+}$ > Hg$^{2+}$ > Cd$^{2+}$. Auch bei Chloridkonzentrationen bis 1 mot/l werden die Schwermetallionen gut extrahiert. Da der Komplexbildner in seinem Aufbau ein öllöslisches Tensid mit komplexbildenden Eigenschaften darstellt, reichert er sich an der Phasengrenze Öl/Wasser an. Messungen der Grenzflächenspannung in verschiedenen Lösungsmittelsystemen ergaben, daß im polaren Lösungsmittel Chloroform nur eine geringe Anreicherung des Komplexbildners stattfindet (400 nmol/m$^{2}$), während im unpolaren Lösungsmittel Kerosin die Anreicherung an der Phasengrenze zum Wasser höher ist (1958 nmol/m$^{2}$). Organische Lösungsmittel solcatisieren den Komplaxbildner aber so gut, daß an der Phasengrenze zur Luft hin eine Abreicherung stattfindet. Die unterschiedlich starke Anreicherung des Komplexbildners an der Phasengrenze Öl/Wassser erklärt die unterschiedlich starke Zunahme der Phasentrennzeit, je nachdem ob ein polares oder unpolares Lösungsmittel verwendet wird. In diskontinuierlichen Versuchen konnte gezeigt werden, daß die Extraktion der Schwermetallionen Cu$^{2+}$, Ni$^{2+}$, Zn$^{2+}$, Hg$^{2+}$, Cd$^{2+}$, Cr$^{3+}$ und Pb$^{2+}$ auch im Spurenbereich ($\mu$/l) und damit "multiselektiv" aus Deponiesickerwasser möglich ist. Ein Vergleich der zur Schwermetallreextraktion eingesetzten Schwefel- und Salpetersäure läßt die Annahme zu, daß die Reaktion and der Phasengrenze stattfindet und daß sich die Aktivitätskoeffizienten der Säuren dort von denen im Phaseninneren unterscheiden. Bei der Umsetzung in den kontinuierlichen Betrieb in einem zweistufigen Mixer-Settler wurden die Schwermetallionen mit Ausbeuten zwischen 60 und 100 % extrahiert. Der Komplexbildner erfaßt dabei keine begleitenden Ionen wie z.GB. Ca$^{2+}$ oder Mg$^{2+}$. Die Restkonzentrationen im Abwasser betrugen etwa 20 % des von der Indirekteinleiterverordnung geforderten Grenzwertes. Die Reextraktionsausbeuten lagen bei über 90 %. In orientierenden Versuchen konnte gezeigt werden, daß der Komplexbildner bakteriell abgebaut wird und unter den gegebenen Versuchsbedingungen im Flußsediment gebundene Schwermetalle nicht remobilisiert werden.

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